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LDHs改性沥青的制备与性能研究
摘要
本文研究了一种新的沥青改性材料——LDHs改性沥青。通过对沥青中添加不同含量的LDHs粉料，测试样品的质量，粘度，软化点以及拉伸强度等性能指标。结果表明，适当添加LDHs能够显著提高沥青的性能表现，特别是使沥青的软化点提高了近15℃。根据实验结果，我们认为LDHs改性沥青具有良好的应用前景和推广价值。
关键词：LDHs，沥青，改性，性能，应用
引言
沥青是一种常用的道路建设材料，同时也是一种天然资源。在近年来，随着城市化进程加快，交通流量不断增大，路面沥青的质量要求越来越高。尤其在高温多雨的夏季，沥青路面会出现老化、开裂、渗漏等问题，严重影响了道路的客观安全性能。因此，如何提高沥青路面的防护能力，延长使用寿命成为了近年来工程界和研究者的热点问题。
沥青改性技术是提高沥青性能的一种有效手段。沥青改性后可以提高其耐高温抗老化的能力，增强其黏结性和力学性能等。近年来，国内外学者对于沥青改性技术进行了深入研究，各种改性材料被提出并广泛应用。
这里我们介绍一种新型的沥青改性材料，即层状双氢氧化物（LayeredDoubleHydroxides）简称LDHs。层状双氢氧化物是一种由阳离子和阴离子组成的层状结构材料，由于它在结构上类似于蜂窝状，因此被视作是一种“纳米板状材料”，在纳米科技领域中备受关注。LDHs常用于吸附和催化等方面，具有优异的物理和化学性能。因此，探究LDHs材料在沥青改性领域的应用前景是非常必要的。
实验设计及方法
1）实验设计
为探究LDHs在沥青中的应用效果，我们使用不同浓度的LDHs进行了沥青改性实验，测量了样品的密度、粘度、软化点以及拉伸强度等指标。
2）实验方法
（1）LDHs制备方法
以4.0×10-6mol/L的氯硫酸为条件，于50℃下，将氢氧化钙（Ca(OH)2）和氢氧化镁（Mg(OH)2）以1:2的比例在磁力搅拌下溶解，控制pH至10左右，直至沉淀出现并留置在常温下温和搅拌10h，最终沉淀物经漂洗，干燥，高温反应等步骤制得LDHs粉末。
（2）沥青改性实验方法
将沥青样品放置到烤箱中加热至约175℃，加入不同质量分数的LDHs粉末进行混合搅拌后，将沥青样品从烤箱中取出。取出后，用带式球磨机对样品进行混合处理并制成样品试片，模具径为5.08cm，厚度为3mm。将试片放入沥青软化点测量仪中测量软化点。同时，用万能试验机到机械实验室执行拉伸试验，最大负荷定为1KN，拉伸速度为5mm/min。
实验结果及分析
1）LDHs的物理性质
通过TEM、XRD等表征方法，我们获得了LDHs粉末的物理性质。观察TEM图可以发现，LDHs粉末呈现出规律的层状结构；利用XRD测量后发现，LDHs粉末的晶面比正常的氢氧化镁和氢氧化钙更为宽广，表明其层间距更大。
2）沥青改性实验结果
通过对沥青样品的测试结果，我们可以得出结论：适当添加LDHs可以显著提高沥青样品的性能表现，呈现出一个悬崖式的提升过程。在本次实验中，我们发现当LDHs质量占沥青总量的5%时，以LDHs5样品的表现最为优异，特别是对于沥青的软化点升高了近15℃。同时，发现添加LDHs也对沥青样品的黏性、密度和拉伸强度等性能指标有较大的提升效果。
3）结果分析
推测增强沥青性能有如下原因：首先LDHs里面的水分子可以在高温下吸收更多的热能，不同于普通沥青不能常见加入露点水分子，而造成微小气泡，影响力学性能。其次，LDHs的层状结构有利于稳定纳米复合物装置在沥青体系中，使得沥青形成了一张网状的结构。LDHs的这种结构能够防止沥青在高温下发生膨胀，同时还能够提高沥青的分散性，增强了沥青黏附性能。
结论
通过实验研究，我们得出如下结论：适当添加LDHs能够显著提高沥青的性能表现，特别是使沥青的软化点提高了近15℃。我们可以得出LDHs改性沥青具有良好的应用前景和推广价值。
参考文献
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